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汽车黑科技研究:裸眼3D上车,还有多远?

08/15 11:10
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佐思汽研发布《裸眼3D专题研究——汽车黑科技月度监测与分析报告2024年第5期》,对汽车裸眼3D的应用现状、技术路线、应用场景、主机厂和供应商应用、专利情况、发展趋势等进行分析研究。

裸眼3D能够提供更为生动形象的人机交互,有望成为下一代车内显示的重点

裸眼3D,就是在不借助眼镜、头盔等外在设备的前提下,肉眼可以直观看到立体的视觉效果。其基本原理是:人类双眼存在大约60mm间距,在观看物体时,左眼和右眼视网膜上的物体成像会存在一定程度的水平差异,也就是视差。大脑通过视差去判断物体的远近。大脑将映入双眼的两幅具有视差的图像通过视神经中枢的融合反射,以及视觉心理反应从而形成三维立体感觉。

作为一项新兴显示技术,裸眼3D在消费电子端已有应用,例如裸眼3D广告屏、裸眼3D PAD等,消费者习惯正在培养。而在车内,裸眼3D的应用也正在悄然展开。

现阶段,裸眼3D在车内的应用主要有四种方案:裸眼3D仪表、裸眼3D光场屏、空中成像(全息显示)、3D AR-HUD。通过裸眼3D技术,用户不再需要AR/VR等设备即可实现3D视觉,实现生动形象的车内交互,因此裸眼3D将成为下一代车内显示的重点。

裸眼3D技术在车内的应用逻辑

来源:佐思汽研《裸眼3D专题研究——汽车黑科技月度监测与分析报告2024年第5期》

裸眼3D应用场景一:3D仪表

裸眼3D仪表的优势在于,驾驶员能更直观的获取相应信息,也减少了因分心观察屏幕而带来的行车隐患。

从市场化进度来看,国外大陆、马瑞利等已实现小规模量产,主要应用于国外车型,例如2021款奔驰S、Genesis GV80高配版、标致208/308纯电版等。

其中最先搭载该技术的是2021款奔驰S,通过屏幕中上方的摄像头定位驾驶员头部和双眼的位置,监测驾驶员脸部位置变化,调整显示错位的图像,使左右眼分别看到不同像素成像的仪表屏画面,从而实现具有纵深层次感的3D景深效果。显示屏中隐藏的摄像头还能追踪驾驶员的目光,不断调整3D成像,带来更佳的视觉感受。

裸眼3D应用场景二:3D光场屏

光场3D显示是一种新型裸眼3D显示技术,简单来说就是把人眼看到的光线空间采集下来,再将光线进行重组,进而在虚拟空间中,模拟人眼基于距离对物体聚焦、移动的效果,重现三维世界。

光场屏的主要优势在于能够提供沉浸式观影体验、降低眼疲劳、降低晕车症状、保护隐私,适用于车载观影、车载游戏、儿童娱乐、商务办公等场景。

2023年4月,华为发布全球首款车载光场屏HUAWEIxScene,首次将沉浸的私人影院装进车内。该产品融合液晶显示技术与空间光学技术,采用独创的光学引擎技术,具有大画幅、景深感、低晕动、眼放松等特点。目前,华为光场屏已上车问界M9。

华为车载光场屏支持三种车上产品形态:椅背、头枕和副驾,可灵活适配多元场景。

裸眼3D应用场景三:空中成像

空中成像又叫无介质空气成像、全息影像,是裸眼3D另一大技术路线,其主要特点在于不需要显示介质,允许用户通过空中直接观看和交互。

空中成像技术跟进的主机厂较多,国外厂商有宝马、丰田、大众等,国内有长城、吉利、长安、上汽、江淮、奇瑞、岚图、红旗等,但主要处于概念展示阶段。

2023年5月上市的岚图追光,提供了AI空气投影选装包,是最早上市的空中成像车型。岚图追光AI空气投影可定制智能助手形象,如家人、朋友或喜欢的人物等,还能互动,给驾驶带来更多的乐趣。

裸眼3D应用场景四:3D AR-HUD

3D AR-HUD是现有2D AR-HUD的进阶,不但可以克服传统AR-HUD现有超大体积/过高畸变差/阳光倒灌/眩光等问题,还可以将驾驶体验提高到另一个更高的层次,将会是下一代HUD的重点。

现阶段,3D AR-HUD已实现小规模量产阶段,大多通过2D常显信息+3D动态信息结合的策略,将导航、ADAS提醒等动态信息通过3D的形式进行重点显示。

例如深蓝S7采用2D常显信息+3D动态信息策略,2D常显信息包括车速、指示灯、限速等,3D动态信息包括导航、超速警示、障碍物提醒等,通过画面分层使重要信息更加醒目。未来随着光场显示、全息显示的应用,AR-HUD的3D显示将更加成熟。

裸眼3D量产进程

裸眼3D的规模化应用,尚倚赖于技术的突破和规模化量产下的降本。从具体应用来看:

    • 裸眼3D仪表虽然早在2020年实现量产,但用户体验不好,部分用户表示“看久了会头晕”,一部分市场可能被AR-HUD取代。光场屏普适性较强,除了前装上车外,还可后装上车。如长安启源E07的后排配备努比亚Pad 3D II,使后排座舱秒变3D影院;华为系的magicLink也有同样的潜力。空中成像由于脱离了实体显示屏,技术难度更大。尽管跟进主机厂较多,但量产应用并不多,大部分处于概念展示阶段,距离规模化量产仍有一段距离。

3D AR-HUD已率先小规模量产,成本相对较低,用户满意度较高,例如深蓝S7、大众ID系列客户表示“高清、好用”。根据供应商进度,锐思华创多层光波导模组3D PGU,预计在2024年Q3或Q4实现量产,未来黑科技3D光场AR-HUD计划2024年量产、空间光场AR-HUD计划2025年量产、光场MR-HUD计划2028年量产。因此,3D AR-HUD有望成为裸眼3D规模化量产的首选方案,也将率先走向规模化量产。

裸眼3D在车内的量产进度预测

来源:佐思汽研《裸眼3D专题研究——汽车黑科技月度监测与分析报告2024年第5期》

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